In this paper, a delay-dependent $H_{\infty}$ filtering problem is investigated for discrete-time delayed nonlinear systems which include a more general sector nonlinear function instead of employing the commonly used Lipschitz-type function. By using the Lyapunov-Krasovskii functional approach, a less conservative sufficient condition is established for the existence of the desired filter, and then, the corresponding solvability condition guarantee the stability of the filter with a prescribed $H_{\infty}$ performance level. Finally, two simulation examples are given to show the effectiveness of the proposed filtering scheme.
In this paper, the automatic steering system for unmanned vehicle was developed. The vision system is used for the lane detection system. This paper defines two modes for detecting lanes on a road. First is searching mode and the other is recognition mode. We use inverse perspective transform and a linear approximation filter for accurate lane detections. The PD control theory is used for the design of the controller to compare with $H_{\infty}$ control theory. The $H_{\infty}$ control theory is used for the design of the controller to reduce the disturbance. The performance of the PD controller and $H_{\infty}$ controller is compared in simulations and tests. The PD controller is easy to tune in the test site. The $H_{\infty}$ controller is robust for the disturbances in the test results.
In order to meet the requirement for higher thickness accuracy in tandem cold rolling processes, it is strongly necessary to have good performance in control units. To meet this requirement, this paper suggested an output regulating control system with a roll-eccentricity estimator for each rolling stand of tandem cold mills. Considering entry thickness variation and roll eccentricity simultaneously as the major disturbances, a synthesis of multivariable control systems was presented based on H$\infty$ control theory, which could reflect the knowledge of input direction and spectrum of disturbance signals on design. Then, to effectively reject roll eccentricity, a weight function having some poles on the imaginary axis was introduced. This lead to a non-standard H$\infty$ control problem, and the design procedures for solving this problem were analytically presented. The effectiveness of the proposed control method was evaluated through computer simulations and compared to that of the conventional linear quardratic control and feedforward control methods for roll eccentricity.
본 연구에서는 비선형성이 강한 대표적인 불안정한 시스템으로 새로운 제어 이론의 유효성을 실증하고 평가하기에 적합한 도립 진자 시스템의 강인 안정 및 강인 제어 성능을 확보하기 위하여 $H_{\infty}$ 제어 이론을 도입하여 최적 제어기를 설계하였다. 그리고, 저역통과 필터를 제어 대상 시스템과 종속으로 결합시켜 개루프 전달함수의 형성(loop shaping)을 시도함으로서, 감도함수 및 상보감도함수가 바람직 한 주파수 특성을 갖도록 하였다. 먼저, 설계한 $H_{\infty}$제어기를 도립진자 제어시스템에 적용하여 시뮬레이션 하였고, 그 결과를 전통적인 기법으로 산업현장에서 널리 사용하고 있는 PID제어기를 채용한 시스템의 출력과 비교하여 그 가능성을 확인하였다. 그런 다음, 설계 한 제어기를 실제 시스템에 적용하여 실험하였다. 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해, $H_{\infty}$ 제어기는 모델링 오차, 외란 및 노이즈의 영향을 줄이면서 제어목표를 잘 추종하는 것으로 나타나 안정도 및 제어성능이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 대기 속도 센서가 없는 항공기에서의 강인 필터 기반의 바람 추정 기법을 제안한다. 바람 속도(wind velocity)는 항공기의 유도 및 제어를 더욱 정밀하게 수행하기 위해 사용되는 정보이다. 일반적으로 바람 속도는, 대기 속도와 지면 속도의 차이를 계산하여 얻을 수 있다. 이때 대기 속도는 피토 튜브와 같은 항공기와 대기의 상대 속도를 측정하는 대기 속도 측정 센서에서 얻을 수 있고, 지면 속도는 항법 시스템으로부터 얻을 수 있다. 그러나 항공기의 구성을 간단하게하기 위하여 대기 속도 측정 센서를 장착하지 않는 경우, 바람 속도를 직접적으로 얻을 수 없기 때문에 필터를 이용한 바람 추정 기법이 필수이다. 이때 난류에 의해 항공기의 공력 계수가 변하게 되는데, 이는 바람 추정 필터의 시스템 모델의 불확실성을 유발하게 되고, 결국 바람 추정 성능이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 공력계수 불확실성에 강인함을 확보하기 위해 $H{\infty}$ 필터를 적용한 바람 추정 기법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법이 공력계수의 불확실성이 있는 상황에서 성능을 개선하는 것을 확인하였다.
Kim, Hwan-Seong;You, Sam-Sang;Kim, Jin-Ho;Ha, Ju-Sik
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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pp.45.3-45
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2001
This paper deal with a fault detection algorithm for front wheel passenger car systems by using robust $H{\infty}$ control theory. Firstly, we present a unified formulation of vehicle dynamics for front wheel car systems and transform this formulation into state space form. Also, by considering the cornering stiffness which depends on the tyre-road contact conditions, a multiplicative uncertainty for vehicle model is described. Next, the failures of sensor and actuator for vehicle system are defined in which the fault .lter is considered. From the nominal vehicle model, an augmented system includes the multiplicative uncertainty and the model of fault filter is proposed. Lastly by using $H{\infty}$ norm property the fault detect conditions are deefi.ned, and the actuator and sensor failures are detected and isolated by designing the robust $H{\infty}$ controller, respectively.
본 논문에서는 시스템의 모델 불확실성과 백색 가우시안이 아닌 $L_2$ 잡음이 존재하는 경우에 시스템 상태변수의 효과적인 추정을 위한 강인 필터를 제안한다. 제안된 필터는 적분이차제약조건(integral quadratic constraint)을 갖는 일반적인 비선형 불확실 시스템을 위해 선형근사화를 통하여 구성된다. 또한 제안된 필터의 중요한 특성인 변형된 $H{\infty}$ 성능 지수를 유도하고, 해석적 방법을 통해 제안된 필터의 잡음과 시스템 파라미터 불확실성에 대한 강인성을 분석하며, 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 필터가 추정치의 정확도를 효과적으로 향상시키는 것을 보인다.
Kim, Seung-Soo;Kim, Jong-Shik;Yang, Soon-Yong;Lee, Byung-Ryong;Ahn, Kyung-Kwan
Journal of Mechanical Science and Technology
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제18권1호
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pp.45-54
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2004
In order to meet the requirement for higher thickness accuracy in cold rolling processes, it is strongly desired to have high performance in control units. To meet this requirement, we have considered an output regulating control system with a roll-eccentricity estimator for each rolling stand of tandem cold mills. Considering entry thickness variation as well as roll eccentricity as the major disturbances, a synthesis of multivariable control systems is presented based on H$\sub$$\infty$/ control theory, which can reflect the knowledge of input direction and spectrum of disturbance signals on the design. Then, to reject roll eccentricity effectively, a weight function having some poles on the imaginary axis is introduced. This leads to a non-standard H_ control problem, and the design procedures for solving this problem are analytically presented. The effectiveness of the proposed control method is evaluated through computer simulations and compared to that of the conventional LQ control and feedforward control methods for roll eccentricity.
This paper presents a target sate estimator(TSE) with low pass filter for improving the gun driving command. The ballistic computer uses target information such as predicted range, velocity, acceleration of a target to generate the gun command. We adopt the finite impulse response(FIR) filter as our TSE to shorten calculation time for the driving command and due to its inherent stability property. We also introduce a post-processing filter to reduce the high frequency components in the output signal of a TSE which may cause instability of gun driving. The first order low pass filter has been designed based on $H{\infty}$ criteria considering the noise characteristics. To show the validity of the present scheme, simulation results are given for the overall gun driving system including aircraft target information.
For active noise control system, one would choose one of two methods: Fixed control design and Adaptive filter design. Each one has its own advantages. But fixed controller design method prefer for active noise control in a small cavity system. In this paper, we design a controller for the small cavity system using CDM and compare controller using CDM with $H{\infty}$. The order of the resulting controller is lower than that of the robust $H{\infty}$ design, which means CDM will be more prefer for implementation purpose designs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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